ЧМЭ3 — чехословацкий маневровый тепловоз с электрической
передачей. По состоянию на 2009 год тепловозы ЧМЭ3 (особенно в России и на
Украине) кроме основных функций, зачастую используются, как локомотивы
пригородных поездов на коротких малодеятельных участках, в будущем планируется
замена подобных поездов рельсовыми автобусами.
Тепловоз
имеет две трёхосные тележки. Главная рама подвешена к каждой из тележек за
четыре люлечных болта с амортизирующими резиновыми шайбами, люлечная подвеска
за счёт веса тепловоза обеспечивает его удержание над тележками и возвращение
при относе, но из-за того, что вес машины воспринимается резьбой болтов,
подвешивание в процессе эксплуатации становится неразборным; для выкатки
тележки приходится перерезать болты. Каждая букса находится внутри балансира
(рычага), одним концом балансир соединён через сайлентблок с кронштейном рамы
тележки, на другой рама тележки опирается через пружины с гидравлическим
гасителем. Тяговые двигатели –
с опорно-осевой подвеской. Благодаря сайлентблокам и гидрогасителям у тепловоза
мягкий ход, но при несвоевременном обслуживании амортизаторы теряют масло,
начинается сильная раскачка машины при движении. Также случаются разрывы
изготовленных из сравнительно тонкой стали кожухов зубчатых передач, при этом
от работы без смазки и перегрева заклинивают подшипники тяговых двигателей
(моторно-якорные подшипники, МЯП).
Дизель
рядный шестицилиндровый рабочим объёмом 163 л, с турбонаддувом и промежуточным
охлаждением наддувочного воздуха. Мощность при номинальных оборотах 750 мин-1
– 150 лс, частота вращения на холостом ходу – 350 мин-1. Поршень
выполнен с камерой сгорания, его диаметр – 310 мм, ход – 360 мм, масса – 42 кг.
На каждый цилиндр приходятся четыре клапана верхнего расположения и одна
форсунка, привод клапанов – через роликовые толкатели. На дизеле установлены
три насоса, шестерённый масляный и два водяных, первый работает в основном
контуре охлаждения, вода которого омывает блок цилиндров, а второй во
вспомогательном контуре, вода которого охлаждает водомасляный теплообменник, в
котором охлаждается масло дизеля, и охладитель наддувочного воздуха.
Наиболее
мощные вспомогательные агрегаты тепловоза, главный вентилятор холодильника
дизеля и воздушный компрессор, имеют привод от дизеля через отдельные
отключаемые гидромуфты. Включаются гидромуфты при заполнении маслом из системы
дизеля, при этом на холостых оборотах дизеля из-за низких давления масла и
оборотов разгон компрессора затягивается, для его ускорения иногда приходится
повышать обороты дизеля. Двухмашинный агрегат (объединяющий в себе
вспомогательный генератор, вырабатывающий напряжение 110 В для цепей управления
и освещения, и возбудитель) и два вентилятора охлаждения тяговых двигателей
приводятся через клиноременные передачи, дополнительный вентилятор холодильника
дизеля приводится электродвигателем, питающимся от вспомогательного генератора.
Тормоз
тепловоза – колодочный пневматический. Тормозные цилиндры наполняются напрямую
от кранов вспомогательного тормоза № 254, установленных у основного и
вспомогательного пультов управления, краны подключены через переключательный
клапан – какой кран даёт большее давление, тот и подключается к тормозным
цилиндрам. Дополнительно первый кран используется как повторитель (реле
давления), наполняющий тормозные цилиндры при срабатывании
воздухораспределителя № 483 автоматического тормоза, второй кран используется
как повторитель для дистанционного управления. Управляемые с переносных пультов
тормозной и отпускной вентили создают в специальном резервуаре-компенсаторе
давление, равное которому создаётся краном № 254 в тормозных цилиндрах.
Главный
(тяговый) генератор постоянного тока TD-802 установлен на раме дизеля и
приводится напрямую от его коленчатого вала. Генератор имеет десять главных
полюсов, мощность 885 кВт и самовентиляцию, что типично для генераторов
тепловозов небольшой мощности – ТЭ2, ТЭМ2. При пуске дизеля генератор питается
от аккумуляторной батареи, работая как двигатель последовательного возбуждения,
в режиме тяги – как генератор независимого возбуждения. Выработанный
генератором ток подаётся на три группы тяговых электродвигателей, в каждой из
которых по два последовательно соединённых двигателя, последовательное
соединение сделано для согласования параметров генератора и двигателей – без
превышения тока генератора ток тяговых двигателей (а, значит, и сила тяги)
сохраняется на достаточном уровне, а за счёт большего падения напряжения на
последовательно соединённых двигателях тепловоз быстрее выходит на номинальную
мощность (P = I * U), что важно при маневровой работе. Каждая группа
подключается к генератору своим поездным пневматическим контактором и может
быть выключена при неисправности.
Входящий
в состав двухмашинного агрегата возбудитель используется для регулирования
мощности электропередачи. Вырабатываемое им напряжение зависит от нескольких
входных величин, иначе говоря, возбудитель служит вращающимся электромашинным
усилителем входных сигналов. На полюсах (статоре) возбудителя намотаны три
отдельные обмотки возбуждения, магнитные потоки которых складываются и создают
общий (результирующий) поток, от результирующего потока и частоты вращения
возбудителя зависит вырабатываемое им напряжение. Это напряжение подаётся на
обмотки возбуждения главного генератора. Первая (независимая, 1F) обмотка
питается напряжением 110 В от вспомогательного генератора через резистор,
сопротивление которого уменьшается по мере перевода контроллера на высшие
позиции. Эта обмотка задаёт предельную мощность, снимаемую с дизеля, в
зависимости от позиции (оборотов).
Вторая
обмотка (параллельная, D) питается от самого возбудителя, также через резистор,
но его сопротивление при наборе позиций увеличивается. Эта обмотка обеспечивает
плавность регулирования нагрузки, а также, отключаясь с помощью реле боксования
при боксовании тепловоза, даёт снижение мощности для выхода из боксования.
Резистор в её цепи устраняет зависимость напряжения возбудителя от частоты
вращения. Третья обмотка (противокомпаундная, 2F) подключена параллельно
добавочным полюсам главного генератора и поэтому её ток прямо зависит от тока
главного генератора и тяговых двигателей, а направление тока в обмотке таково,
что она действует против двух других, уменьшая результирующий магнитный поток.
При увеличении тока тяговых двигателей (например, при падении скорости из-за
движения на подъём с тяжёлым поездом) результирующий магнитный поток
возбудителя падает, с ним падают напряжение возбудителя, ток возбуждения
главного генератора и в итоге ток тяговых двигателей. Этим не допускается
перегрузка тягового генератора и дизеля. При падении тягового тока по мере
разгона происходит обратный процесс – поддерживается оптимальная загрузка
дизеля.
Модификации:
ЧМЭ3М — модифицированный с целью повышения
экономичности конструкторами завода «Локомотивка-Соколово». Мощность дизеля возросла
до 1500 л.с., внесено множество изменений в электрике, изменены некоторые
параметры конструкции (длина рамы, ширина колёсной базы тележек). Служебная
масса тепловоза увеличилась со 123 до 126 т, запас топлива возрос с 5000 до
6000 кг. Максимальная скорость повышена до 100 км/ч. Было сделано всего два
ЧМЭ3М, но применённое на них электронное оборудование и новые конструктивные
решения ряда узлов и деталей в дальнейшем использовались заводами при создании
тепловозов ЧМЭ3Т и ЧМЭ5.
ЧМЭ3Т — модификация с реостатным
(электродинамическим) торможением (№ 4385 и 4596) и электронным оборудованием
для реализации максимальной мощности дизеля на низкой частоте вращения вала от
завода «Локомотивка-Соколово». Внешняя конструкция практически идентична ЧМЭ3.
ЧМЭ3Э — на данных тепловозах так же, как и
на ЧМЭ3Т, установлено электронное оборудование, которого не было на тепловозах
ЧМЭ3, но не установлен реостатный тормоз. Никаких особых внешних отличий модификация
не имеет.
Технические характеристики:
Род
службы — маневровый
Осевая
формула — 3О−3О
Ширина
колеи, мм — 1520
Мощность,
л.с. — 1350
Конструкционная
скорость, км/ч — 95
Масса,
т — 123
